水性聚氨酯改性纳米二氧化硅复合涂料的研究的任务书.docx

水性聚氨酯改性纳米二氧化硅复合涂料的研究的任务书
任务书：
一、研究背景
水性聚氨酯涂料是一种具有优异性能的涂料，其具有优异的耐水性、耐化学腐蚀性、耐磨性等特性，因此在工业、汽车、轨道交通等领域有广泛应用。同时，在环保意识不断增强的当今时代，水性涂料成为了发展的趋势。但是，水性聚氨酯涂料的缺点也是比较明显，例如涂层硬度较低、耐候性较弱等。因此，研究改性的水性聚氨酯涂料是十分必要的。
纳米二氧化硅是一种重要的纳米材料，其具有良好的增强、强化、改性作用，在水性聚氨酯涂料中得到了广泛应用。加入适量的纳米二氧化硅可以提高水性聚氨酯涂料的硬度、耐磨性、耐候性等性能。
二、研究目的和意义
本研究的目的是探究水性聚氨酯改性纳米二氧化硅复合涂料的制备工艺和性能，并对其进行评价，为水性聚氨酯涂料的开发和应用提供参考依据。具体包括以下研究内容：
1.水性聚氨酯制备：通过合成适合的聚氨酯前驱体、反应器、催化剂等进行水性聚氨酯的制备；
2.纳米二氧化硅制备：通过溶胶-凝胶法、气相法等方法制备纳米二氧化硅，研究其对水性聚氨酯涂料性能的影响；
3.复合涂料制备：将纳米二氧化硅与水性聚氨酯复合制备具有优异性能的复合涂料；
4.复合涂料性能研究：对复合涂料进行表面形貌、耐磨性、硬度、耐候性等性能测试；
5.涂料应用：将复合涂料涂于金属板、木板等基材上，测试具体应用效果。
通过本项研究，可以探索水性聚氨酯改性纳米二氧化硅复合涂料的制备工艺、基本性能、应用范围等问题，为涂料行业的发展提供指导意见，具有重要的科学和应用价值。
三、研究内容和方法
1.水性聚氨酯制备：
采用TMP、IPA等为原料，经过聚氨酯化反应制备水性聚氨酯，探究反应条件、比例、反应时间等因素对水性聚氨酯性能的影响。
2.纳米二氧化硅制备：
采用溶胶-凝胶法、气相法等方法制备纳米二氧化硅，并测其物化性质以及对水性聚氨酯的影响。
3.复合涂料制备：
将不同比例的纳米二氧化硅加入到聚氨酯中并在适当的条件下制备成复合涂料，并优化比例、工艺等因素。
4.复合涂料性能研究：
通过表面形貌观察、耐磨性测试、硬度测试、耐候性测试等，评价复合涂料的性能，并选择较佳比例的复合涂料进行应用研究。
5.涂料应用：
将优化的复合涂料涂于金属板、木板等基材上，测试其基本的应用效果，评价涂料在实际应用中的表现。
本项研究所用的方法包括聚合反应、物理测试、表征测试等。采用合理的实验设计和分析方法，保证研究结果的可靠性和可重复性。
四、进度安排
本项研究的周期为一年，具体进度安排如下：
前3个月：综合查阅文献，了解水性聚氨酯和纳米二氧化硅的制备方法和特性。
4-6个月：制备水性聚氨酯，并对其性能进行初步测试和分析。
7-9个月：制备纳米二氧化硅，并研究其对水性聚氨酯的影响。
10-12个月：制备水性聚氨酯改性纳米二氧化硅复合涂料并评价其性能，同时进行应用研究并总结成果。
五、参考文献
[1]张三.现代涂料技术[M].北京：人民出版社，2017.
[2]李四.纳米材料化学[M].北京：化学出版社，2011.
[3]王五.水性聚氨酯涂料的研究进展[J].涂料技术与文摘，2018，28（6）：89-92.
[4]赵六.绿色水性涂料的发展及应用前景[J].中国涂料，2020，35（2）：130-134.